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MANTEAU TERRESTRE

Comme l'ensemble des planètes telluriques de notre système solaire, et contrairement aux corps astronomiques de petite taille comme les astéroïdes, la Terre est une planète différenciée. Entre quelques dizaines et une centaine de millions d'années après le début de sa formation par accrétion, l'énergie apportée par les impacts des météorites – en particulier l'énergie apportée par la collision géante avec l’astéroïde géant Théia, qui donnera naissance à la Lune – a entraîné une fusion quasi complète de la planète et la formation d'un océan magmatique. Le métal dense contenu dans le matériau primitif s'est extrait de l'océan magmatique pour former le noyau au centre du globe. La partie résiduelle du matériau a donné après sa cristallisation la partie silicatée de la Terre, que l'on nomme le manteau. La structure du manteau est étudiée par les méthodes géophysiques, alors que sa composition et dynamique font l'objet d'études interdisciplinaires impliquant l'ensemble des sciences de la Terre et notamment la géochimie et la sismologie.

Structure du manteau

La structure du manteau est en premier lieu déterminée à partir des variations des vitesses de propagation des ondes sismiques à l'intérieur du globe obtenues en mesurant les temps d'arrivée des ondes aux stations de mesure à la surface. À partir de cette cartographie 3D, on définit un modèle moyen d'une Terre à symétrie radiale, c'est à dire une Terre où les vitesses des ondes ne dépendraient que de la distance au centre de la Terre. Ce modèle, nommé PREM (Preliminary Reference Earth Model) par ses concepteurs en 1981, demeure, depuis lors, le modèle de référence où sont définies les principales couches internes du globe. La vitesse réelle en un point de la Terre correspond alors à une « anomalie » – positive ou négative –par rapport au modèle PREM ; ce sont ces anomalies de vitesse qui sont représentées dans les images tomographiques et qui nous renseignent sur la dynamique du manteau.

La structure radiale du manteau

Structure du manteau et du noyau terrestres - crédits : Encyclopædia Universalis France

Structure du manteau et du noyau terrestres

La structure radiale du manteau se décrit comme une série de couches « en pelure d'oignons » (fig. 1). La limite supérieure du manteau est celle qui marque la transition avec la croûte, continentale ou océanique. La première mise en évidence, par utilisation des méthodes sismiques en 1909, est due au météorologue et sismologue croate Andrija Mohorovičić, qui lui a donné son nom : le Moho. Le Moho est défini comme une limite de changement de vitesse sismique consécutif à la nature différente des roches dans la croûte et le manteau ; il sépare la croûte où les vitesses des ondes de compression (ondes P) sont inférieures à 7 km/s, et le manteau, où la vitesse des ondes P est supérieure à 7 km/s. Repéré sur des profils sismiques, le Moho en domaine océanique se trouve de 3 à 7 kilomètres de profondeur. Il est beaucoup plus profond en domaine continental, aux alentours de 35 kilomètres de moyenne (et jusqu'à 70 km sous les plus grandes chaînes de montagne). Cette différence de profondeur du Moho, ou de façon équivalente d'épaisseur de la croûte, s'explique par le principe d'isostasie et une plus grande densité de la croûte océanique comparée à la croûte continentale. Le Moho océanique est le seul à pouvoir être échantillonné : dans les chaînes de montagne de collision continentale, lors d’une fermeture océanique, où il affleure ; ou en mer, à l'occasion d'accidents au pied de certaines marges passives comme celle de la Galice.

Au niveau des océans, entre 80 et 220 kilomètres de profondeur, se trouve une première couche sismiquement remarquable du manteau : il s'agit d'une zone à faible vitesse, que l'on qualifie d'asthénosphère , par opposition à la lithosphère qui la surmonte. La [...]

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Écrit par

  • : professeur des Universités, Institut de physique du globe de Paris, volcanologue

Classification

Pour citer cet article

Édouard KAMINSKI. MANTEAU TERRESTRE [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Article mis en ligne le et modifié le 07/12/2023

Médias

Structure du manteau et du noyau terrestres - crédits : Encyclopædia Universalis France

Structure du manteau et du noyau terrestres

Échantillon de péridotite - crédits : T. Boyes/ Shutterstock

Échantillon de péridotite

Changements de phase minéralogiques dans le manteau - crédits : Encyclopædia Universalis France

Changements de phase minéralogiques dans le manteau

Autres références

  • EAU DU MANTEAU TERRESTRE

    • Écrit par
    • 2 666 mots
    • 3 médias

    On qualifie souvent la Terre de « planète bleue » parce que l'eau des océans recouvre plus des deux tiers de sa surface. Les géologues spécialistes de l'intérieur de la Terre pourraient la qualifier plutôt de « planète verte », car le manteau – enveloppe la plus importante de la planète qui s'étend...

  • TERRE - Planète Terre

    • Écrit par et
    • 9 225 mots
    • 9 médias
    ...magnésium –, au-dessous, jusqu'au nife – de nickel et fer –, au centre de la Terre, en un arrangement qui rende compte de la densité globale de la planète. Au début du xxe siècle, Alfred Wegener usera de cette conception avant qu'elle n'évolue vers celle de croûte-manteau-noyau.
  • ATLANTIQUE OCÉAN

    • Écrit par
    • 8 378 mots
    • 7 médias
    ...profondes sont caractérisées par une vitesse de propagation du son (environ 7,5 km/s) et une densité (environ 3,15) un peu plus faibles que celles du manteau de Sima. On considère que c'est le résultat d'une différenciation du manteau par ascendance, et le terme de manteau anormal est généralement...
  • DÉRIVE DES CONTINENTS

    • Écrit par et
    • 3 402 mots
    • 9 médias
    ...Californie. En 1962, Harry H. Hess a exposé en détail le mécanisme de l'expansion, maintenant largement accepté. Selon cet auteur, une montée magmatique du manteau et un système de courants sous-crustaux écartent sans relâche les fonds marins de chaque côté des dorsales médio-océaniques ; le long de celles-ci...
  • DÉRIVE DES CONTINENTS (modélisation numérique)

    • Écrit par
    • 793 mots
    • 1 média

    C'est en 1912 que l'astronome et climatologue allemand Alfred Wegener introduit dans la science moderne l'hypothèse, déjà émise au xvie siècle, d'une dérive des continents, et l'existence d'un ancien supercontinent, la Pangée. Pour autant, les forces motrices du mouvement...

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